Cet ouvrage aborde les notions nécessaires pour appréhender de manière pertinente l'aérodynamique des automobiles et objectiver son impact sur l'environnement et la sécurité.
Les origines de la traînée aérodynamique sont examinées et leurs contributions à la dégradation des performances aérodynamiques analysées. Les influences de la géométrie, du sillage, du soubassement, de la cinématique tourbillonnaire de sillage, des écoulements autour des roues et dans les passages de roues sont successivement abordées. Une part importante est réservée à l'amélioration des performances aérodynamiques à partir de solutions de contrôle passif et actif des écoulements et des décollements. Les principales solutions sont présentées et leurs efficacités à réduire la traînée analysées sur des géométries simplifiées. Les résultats sont traduits en termes de réductions de puissances aérodynamiques et d'émissions des gaz à effet de serre. L'intérêt de l'aérodynamique pour le développement des véhicules électriques est également abordé. Une analyse des phénomènes transitoires associés au coup de vent latéral, au dépassement puis au croisement est ensuite présentée à partir d'approches analytique, expérimentale et numérique.
Un rappel actualisé sur les moyens d'essais, les techniques de visualisation, de mesure et de calcul est enfin présenté. Les résultats et les informations sont utilisés pour évoquer l'aérodynamique des véhicules à l'horizon 2020-2030.
Public visé :
Étudiants (DUT, BTS, élèves ingénieurs, universitaires), ingénieurs & chercheurs de l'industrie, enseignants chercheurs universités et écoles ingénieurs, toute personne s'intéressant à l'automobile, à l'impact de l'automobile sur l'environnement et à la sécurité routière.
PREFACE INTRODUCTION PLAN DU DOCUMENT Partie 1 :
ORIGINES DE LA TRAÎNÉE AÉRODYNAMIQUE - PARAMETRES D'INFLUENCE Chapitre 1 : Origines de la traînée aérodynamique Chapitre 2 : Du contrôle de la couche limite et des décollements Chapitre 3 : Influence de la cinématique tourbillonnaire de sillage Chapitre 4 : Influence de la géométrie sur la typologie et la topologie des sillages Partie 2 : MODÉLISATIONS POUR LA COMPRÉHENSION, L'ANALYSE & LE CONTRÔLE Chapitre 5 : Modélisation et analyse des écoulements autour des véhicules Chapitre 6 : Contribution au contrôle des écoulements aérodynamiques autour des roues Partie 3 : AMÉLIORATION DES PERFORMANCES AÉRODYNAMIQUES - VOIES DE PROGRES Chapitre 7 : Contrôle des écoulements aérodynamiques Chapitre 8 : Aides à la décision pour solutions aérodynamiques innovantes Partie 4 : PHÉNOMÈNES TRANSITOIRES Chapitre 9 : De la sortie de tunnel avec vent traversier au coup de vent latéral et processus de dépassement et de croisement de deux véhicules Partie 5 : MOYENS D'ESSAIS, TECHNIQUES DE MESURE, DE VISUALISATION & DE CALCUL Chapitre 10 : Souffleries Caractéristiques Chapitre 11 : La technique de visualisations pariétales Chapitre 12 : Analyse et reconstitution des visualisations pariétales Chapitre 13 : Rappel sur les moyens de mesure Chapitre 14 : La technique des tomographies de pertes de pression d'arrêt Chapitre 15 : Reconstitution du champ pariétal des pertes de pression d'arrêt à partir de la mesure des pertes de pression d'arrêt relevées dans le sillage Chapitre 16 : Éléments de simulation numérique CONCLUSION & PERSPECTIVES BIBLIOGRAPHIE ANNEXES 1. Annexe 1 - Le cycle NEDC 2. Annexe 2 - Relation entre les réductions de CO2 et de la traînée aérodynamique 3. Annexe 3 - Émissions de CO2 des véhicules essence et Diesel à 130 km.h-1.
4. Annexe 4 - Influence de la cinématique tourbillonnaire de sillage sur la traînée de culot, approche non visqueuse, complément.
5. Annexe 5 - Éléments de traitement d'images.
6. Annexe 6 - Les pré-requis en mécanique des fluides - Équations & idées fondamentales.
NOMENCLATURE GLOSSAIRE